计算机组成原理真题练习题模拟题附答案.docx
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计算机组成原理真题练习题模拟题附答案
华东交通大学2003—2004学年第二学期考试卷
计算机组成原理与系统结构课程课程类别：
必修课
开卷（范围）：
只允许参考教材，其他资料一律不能带入考场。
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总分
分数
评卷人
注意：
前三大题大案必须填写在后面的答题栏中，写在题目上的答案无效！
一、填空题（每空2分，共20分）
1.中央处理器CPU和主存储器合称 主机？
1 。
2．每条指令都是由 2操作码 和地址码两部分组成。
3．在补码一位乘法中，如果判断位YnYn+1=10，则下一步（但不是最后一步）的操作是将部分积加上＿＿＿3＿【-x】补＿，再向＿右4＿＿移一位。
4．控制器的实现方法有三种，它们是以逻辑代数为基础的＿硬布线逻辑＿5＿＿＿和PLA设计，以及采用存储逻辑实现的＿＿微程序控制＿6＿＿设计。
9．当前正在执行的指令保存在CPU的＿指令＿＿P168＿7＿＿＿＿寄存器中；运算结果进位标志C保存在CPU的＿＿通用（状态条件？
？
＿＿8＿＿＿寄存器中。
15．字节多路通道是一种简单的共享通道，它是建立在＿时间分割＿9＿的基础上，轮流为多台低速和中速外设服务。
选择通道数据的传送是以＿字节＿10＿方式进行，因此传送速率高。
二、选择题（单项选择，每题2分，共20分）
1．两个不为0的五位二进制的定点小数，经补码加法运算后结果为1.00000，若此结果不表示溢出，则下列推论中正确的是（C）
A.两个都为正定点小数，和为1.00000
B.两个数符号相反，被加数比加数大1.00000
C.两个都为负定点小数，和为1.00000
D.两个数符号相反，被加数比加数小1.00000
2.算术右移指令执行的操作是（A）。
A.符号位填0，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位；
B.符号位不变，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位；
C.进位标志位移至符号位，顺次右移1位，最低位移至进位标志位；
D.符号位填1，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位；
3．用原码一位除法进行两定点数相除，在执行运算之前首先要进行的操作是（a）
A.判商是否溢出B.判商是否为负数
C.判商是否为0D.判商是否为正数
5．存储器进行两次连续、独立的操作（读或写）所需的时间间隔，通常称为（B）
A.存储器的读写时间B.存储器的存取速度
C.存储器的平均无故障时间D.存储周期时间
6.指令系统采用不同寻址方式的目的是（B）。
A.实现存贮程序和程序控制；
B.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性；
C.可直接访问外存；
D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度；
7．间接访内指令STA@A（以主存A单元中的内容作为地址，将累加器的内容存入该主存单元）的指令周期包含CPU周期至少有（b）
A.一个B.二个C.三个D.四个
8．具有自同步能力的记录方式是（d）。
A.NRZ0B.NRZ1C.不归零制D.MFM
9.下述I/O控制方式中，（b）主要由程序实现。
A.PPU方式B.中断方式C.DMA方式（完全由硬件执行的）D.通道方式
10．设置中断排队判优逻辑的目的是（B？
）
A.产生中断源编码
B.使同时提出的请求中的优先级别最高者，得到及时响应
C.使CPU能方便地转入中断服务子程序
D.提高中断响应速度
三、判断题（每题2分，共10分）
1.冯。
诺依曼计算机以存储器为中心，采用存储程序的方案设计，现代计算机习惯上仍然称为冯。
诺依曼计算机。
（╳）
2.SN74184型ALU是一个4位的运算器，能进行16种算术运算和16种逻辑运算。
（√）
3.为具有8个二进制数据位的海明码能够达到发先两位错误，并能自动纠正一位错误，则需要校验位的个数为4。
（╳）
4.CRC码中，若G（x）=X3+X+1，且二进制数100101的CRC码为1001010111，则表示没有错误发生。
（╳）
5.RISC计算机的特点是指令长度固定，指令条数少，寻址方式少，采用微程序控制方法。
（╳指令格式种类少寻址方式种类少）
四、简答题（每题4分，共12分）
1.什么是字长，字长和指令长度有何关系？
为什么字长是计算机的一个重要技术指标？
答：
P131字长是指计算机能直接处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系，是计算机的一个重要的技术指标。
因为字长决定了计算机的运算精度，字长越长计算机的运算精度越高。
2.试比较主存－辅存层次与Cache－主存层次的异同点。
P243
3.什么是DMA方式?
DNA控制器可采用哪几种方式与CPU分时使用内存?
答：
P338DMA是I/O设备与主存器之间由硬件组成的直接数据通道，。
用于I/O设备与主存之间的成组数据传送。
有三种工作方式：
CPU暂存方式CPU周期窃取方式直接访问存储器工作方式
五、分析与计算（每题6分，18分）
1.某计算机系统的内存储器由cache和主存构成，cache的存取周期为45ns，主存的存取周期为200ns。
已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存4500次，其中340次访问主存。
问：
（1）cache的命中率是多少？
h=（4500-340）/4500
（2）CPU访问内存的平均时间是多少ns？
（1-h）*45ns+h*（45+200）
2.试分析下图，写出图中的写电流波形属于何种磁记录方式。
答：
1是FM调频制。
2见1就翻的RZ13是MFM改进调频制4是见1就翻得RZ15是NRZ不归零制。
4.有一主存——Cache层次的存储器，其主存容量1MB，Cache容量64KB，每块8KB，若采用直接映象方式，求：
①主存的地址格式？
②主存地址为25301H，问它在主存的哪一块？
答：
（1）主存地址包括字块内地址，字块地址，主存字块标记。
（2）
六、综合题（共2题，20分）
1．用4k×8位/片的SRAM存储器芯片设计一个16K×16位的存储器。
已知地址总线为A15～A0（低），双向数据总线为D15～D0（低），读写控制信号为。
（1）这种扩展方式是什么？
字位扩展。
共需要多少片这样的SRAM芯片？
8片
（2）该存储器地址线多少位？
哪几位用做地址译码？
数据线多少位？
14根地址线。
后2位当做地址译码。
16根数据线
（3）请画出该存储器逻辑图，注明各种信号线，列出各片选逻辑式。
2.下图是一个二维中断系统，其中IRi为中断请求，IMi中断屏蔽位（IMi=0为中断允许，IMi=1为中断屏蔽），请问：
（1）在中断情况下，CPU和设备的优先级如何考虑？
请按降序排列各设备的中断优先级。
（2）若CPU现执行设备B的中断服务程序，IM0,IM1,IM2的状态是什么？
如果CPU的执行设备D的中断服务程序，IM0,IM1,IM2的状态又是什么？
（3）每一级的IM能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？
如果不能，采取什么方法可达到目的？
（4）若设备C一提出中断请求，CPU立即进行响应，如何调整才能满足此要求？
计算机组成原理复习题
一、填空题
1、计算机系统可分为＿＿硬件＿＿＿和软件＿＿＿＿＿＿两个部分。
2、计算机硬件由运算器＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿控制器＿＿＿＿＿、存储器＿＿＿＿＿＿、输入设备＿＿＿＿＿和＿输出设备＿＿＿＿＿五大部分组成。
3、中央处理器由＿运算器＿＿＿＿＿＿＿和控制器两部分组成。
4、可由硬件直接识别和执行的语言是（机器语言＿＿＿＿＿＿＿。
5、计算机系统的软硬件界面是＿计算机的指令集合＿＿＿＿＿＿＿。
（计算机的指令集合）
6、根据采用存储映象算法，可将虚拟存储器的管理方式分成＿段式管理＿＿＿＿、＿页式管理＿＿＿＿和＿段页式管理＿＿＿＿＿等多种。
7、在计算机总线中，传输信息有四种基本方式：
＿＿＿串行传输＿＿＿＿、＿＿并行传输＿＿＿＿、＿复合传输＿＿＿＿和＿消息传输＿＿＿＿＿。
8、总线控制方式可分为＿集中式控制方式＿＿＿＿和＿分布式控制方式＿＿＿＿＿两种。
9、磁盘存储设备的主要技术指标是：
存储密度＿＿＿＿＿＿、存储容量＿＿＿＿＿＿、＿＿数据传输率＿＿＿、＿＿寻址时间＿＿＿＿等。
10、实现输入输出数据传送方式有＿DMA方式＿＿＿＿＿、＿通道方式＿＿＿＿和＿＿程序控制方式＿＿＿＿等。
二、单项选择题
1、一个完整的计算机系统应包括（B ）两大部分。
A、程序和数据B、硬件和软件
C、主机和外设 D、整机和电源
2、指令中地址码所给出的就是操作数的有效地址，被称为（B ）。
A、立即寻址 B、直接寻址
C、基址寻址 D、相对寻址
3、程序计数器PC用来存放指令地址，每当执行完一条指令后，通常由程序计数器提供后继指令地址，其位数和（D ）位数相同。
A、指令寄存器IRB、指令译码器ID
C、程序状态寄存器PS D、主存地址寄存器MAR
4、DMA方式的数据交换不是由CPU执行一段程序来完成，而是（D ）之间建立一条直接数据通路，即由硬件来实现的。
A、CPU与主存之间 B、外设与外设之间
C、外设与CPU之间 D、外设与主存之间
5.从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为（D）。
A.时钟周期B.机器周期
C.工作周期D.指令周期
从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为指令周期.
指令的执行过程中包含若干个基本操作步骤,如访问存储器和数据运算等.每个完成一个数据运算和访存操作所需的时间作为机器周期的时间.
时钟周期则是计算机主频的周期.
一个指令周期一般需要几个机器周期完成,一个机器周期需要几个时钟周期,近年的新型计算机中采用了硬件的并行技术及简化的指令系统,使得平均指令周期可以等于甚至小于一个时钟周期,机器周期一般等于一个时钟周期.
（CPU的主频）
存储周期：
也就是一个访存指令周期。
指令周期、机器周期和时钟周期之间的关系：
指令周期通常用若干个机器周期表示，而机器周期时间又包含有若干个时钟周期。
6.假设寄存器R中的数为200，主存地址为200和300的存储单元中存放的内容分别是300和400，若访问到的操作数为200，则所采用的寻址方式为（D）。
A.立即寻址#200B.寄存器间接寻址（R没涉及到寄存器）
C.存储器间接寻址（200）D.直接寻址200
7.表示主存容量的常用单位为（B）。
A.数据块数B.字节数
C.扇区数D.记录项数
8、将十六进制的IEEE单精度代码42E48000转换成十进制数值表示为：
（）
A114.25B50.25C-114.25D-50.25
9、对四位有效信息1101做CRC编码，生成多项式为G（x）=
+
+1（）
A1111111B0000000C1000111D1110111
10、与组合电路的控制器比较，微程序控制器所不具有的优点是（ C）
A规整 B可维护C 速度快D灵活
11、（27.25）10转换成十六进制数为（C）
A（B1.4）16B（1B.19）16C（1B.4）16D（33.4）16
12、下列数中，最小的数是（）
A（101001）2B（52）8C（2B）16D45
13.反映计算机基本功能的是（c）。
A.操作系统B.系统软件
C.指令系统D.数据库系统
14.总线从设备是（C）。
A.掌握总线控制权的设备B.申请作为从设备的设备
C.被主设备访问的设备D.总线裁决部件
15、存储器芯片的容量通常用a*b的形式表示起其中a为字数，b为位数，64K*8的存储器芯片有多少地址线和数据线：
c
A64，8B16，3C16，8D64，3
三、简答题
1、什么是总线裁决？
总线裁决有哪几种方式？
2、模数转换（ADC）用于将输入的模拟信号转换成数字信号，列举出几个ADC的例子并说明输入的是什么数据。
3、总线的同步传输方式与异步传输方式有何区别？
各适合于哪些场合？
4、简述中断的响应过程。
四、名词解释
1、虚拟存储器
2、中断
3、粹发式数据传输模式
4、水平型微指令
五、计算题
1、x=0.0011，y=0.1001，用补码的减法求x－y。
结果用补码表示。
2、x=0101，y=1011，用原码一位乘法计算x×y。
3、在异步串行传输方式下，起始位为1位，数据位为8位，偶校验位1位，停止位1位。
如果波特率为1200bps,这时的比特率是多少?
4、一个DMA模块采用周期挪用方式从一个速率为9600b/s的设备向存储器传输字符。
CPU读取指令的速率为每秒100万条，每条指令一个字，问DMA模块对于CPU速率的影响有多少？
六、分析题
1、在一个16位总线中，时钟频率为50MHz，总线数据传输的周期是4个时钟周期传输一个字；
（1）问总线的数据传输率是多少？
（2）为了提高数据传输率，将总线的数据线改为32位，问这时总线的数据传输率是多少？
（3）在
（1）的情况下，将时钟频率加倍，问这时总线的数据传输率是多少？
2、在一个单地址指令的计算机系统中有一个累加器，给定以下存储器数值：
地址为20的单元中存放的内容为30；地址为30的单元中存放的内容为40；地址为40的单元中存放的内容为50；地址为50的单元中存放的内容为60。
问以下指令分别将什么数值装入到累加器中；
（1）load#20;
（2）load20;
（3）load（20）;
（4）load#30;
（5）load30;
（6）load（30）;
3、假设寄存器R中的数值为1000，地址为1000的存储器中存储的数据为2000，地址为2000的存储器中存储的数据为3000，PC的值为4000，问在以下寻址方式下访问到的指定指令操作数的值是什么？
（1）寄存器寻址，操作数为R；
（2）寄存器间接寻址，操作数为（R）；
（3）直接寻址，操作数为：
1000；
（4）存储器间接寻址，操作数为（1000）；
（5）相对寻址，操作数为-2000（PC）；
（6）立即数寻址，操作数为#2000。
4、程序查询的输入输出方式的系统中，有三个不同的外围设备。
假定一个查询操作需要100个时钟周期，CPU的时钟频率为50MHz。
求CPU在以下三种情况下为输入输出查询所花费的时间比率（百分率），假定进行足够的查询以避免数据丢失。
（1）鼠标器必须在每秒进行30次查询。
（2）软盘与CPU的数据传输以16位的单位进行，数据传输速率为50KB/s。
（3）硬盘传输数据以32位的字为单位，传输速率2MB/s。
参考答案
一、填空题
10、硬件、软件
11、运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备
12、运算器
13、机器语言
14、计算机的指令集合
15、页式管理、段式管理和段页式管理
16、串行传输、并行传输、复合传输和消息传输。
17、集中式控制和分布式控制
18、存储密度、存储容量、寻址时间、数据传输率。
10、程序控制方式、直接存储器访问（DMA）方式和通道方式
二、单项选择题
1、B2、B3、D4、D5.D6.D7.B8、A9、A
10、C11、C12、A13.C14.C15、C
三、简答题
5、总线裁决是指决定总线由哪个设备进行控制。
总线裁决有集中式控制和分布
式控制两种方式。
6、答:
模数转换的例子有:
在扫描仪中，将图象的颜色信息转换成像素的代码；在音频输入设备中，将声音信号的振幅大小转换成整数代码；在游戏杆输入设备中，将输入的位置信息转换成数据代码。
7、答：
总线通信同步方式规定了实现总线数据传输的定时规则，也就是总线
协议。
在同步方式中，所有的设备都从同一个公共的时钟信号中获得定时信息。
数据的传输在一个共同的时钟信号控制下进行，总线的操作有固定的时序。
这种方式时序关系简单，实现也比较简单，有利于提高总线传输速度，适用于系统中各个设备、各种总线的操作速度固定而且一致的场合。
异步通信采用握手信号代替时钟信号，总线操作周期时间不是固定的，操作的每个步骤都有一个信号表示。
异步方式允许总线周期有较大变化范围，可适合各种工作速度的设备，缺点时对噪声较敏感。
8、答：
中断的响应过程如下：
（1）关中断；
（2）保存现场信息；
（3）识别发出中断的设备，判别中断条件，以确定中断服务程序的入口地址；
（4）执行中断服务程序；
（5）从中断服务程序返回，恢复现场信息，包括恢复PC值；
（6）开中断，继续执行原程序。
四、名词解释
4、虚拟存储器：
由外存和内存通过采用存储映象算法构成的不明显降低平均访存速度前提下增加程序的访存空间的存储系统。
5、中断：
是一种在发生了外部事件是调用相应的处理程序（或称服务程序）的过程，这个过程中包括了程序的返回。
6、粹发式数据传输模式：
是在一个总线周期传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式。
4、水平型微指令：
一次定义并执行多个并行操作控制信号的微指令。
五、计算题
5、x=0.0011，y=0.1001，用补码的减法求x－y。
结果用补码表示。
解：
[x]
=0.0011.[-y]
=1.0111
[x-y]
=[x]
+[-y]
=0.0011+1.0111
=1.1010
6、x=0101，y=1011，用原码一位乘法计算x×y。
0
初始值
00001011
1
加[x]
01011011
右移1位
00101101
2
加[x]
01111101
右移1位
00111110
3
右移1位
00011111
4
加[x]
01101111
右移1位
00110111
即x×y=1101111
7、在这样一个数据帧中，有效数据位时8位，传输过程中发送的代码位共有1+8+1+1=11位，所以比特率为：
1200×（8/（1+8+1+1+1））=872.72bps
4、外设向存储器读写的速率为9600/32=300W/s。
CPU访问存储器的速率为1000000I/s。
输入输出访问操作占全部存储器带宽的比例为300/1000000=0.03%。
当存储器进行输入输出访问时，CPU的访存就要等待，所以DMA模块对于CPU速率的影响就是DMA占用存储器访问周期的比例，为0.03%。
六、分析题
1、答：
（1）传输周期：
Ｔ＝4/50MHz=4×20×10-9=80×10-9S,
传输率：
R＝2B/T=2/80×10-9=25×106B/S,
（2）传输率：
R＝2B/T=４/80×10-9=50×106B/S,
（3）传输率：
R＝2*2/T=50×109=50×106B/S。
2、案
（1）20
（2）30
（3）40
（4）30
（5）40
（6）50
3、答：
（1）寄存器寻址，操作数为R中的数值，即1000；
（2）寄存器间接寻址，操作数在内存中，其地址为R中的数值，即地址为1000，地址为1000的存储器中存储的数据为2000，所以访问到的指令操作数为2000；
（3）直接寻址，操作数在内存中，其地址为1000，地址为1000的存储器单元中存储的数据为2000，所以访问到的指令操作数为2000；
（4）存储器间接寻址，操作数在内存中，其地址为内存中的地址为1000的存储单元存储的数据2000，地址为2000的存储器单元中存储的数据为3000，所以访问到的指令操作数为3000；
（5）相对寻址，操作数在内存中，其地址为PC的值加-2000，即4000-2000=2000，地址为2000的存储器单元中存储的数据为3000，所以访问到的指令操作数为3000；
（6）立即数寻址，指令中直接给出操作数，即2000。
4、在程序查询方式下，传输数据需要由CPU不断地检测外设的状态。
数据传输启动之后，CPU要不断地观测外设接口，看看是否可以传输下一个数据。
CPU用一个循环程序等待外设的状态，直到接口的状态显示可以进行数据传输为止。
题中所指的输入输出查询所花费的时间百分率是指在单位时间内CPU对该设备查询所花费的周期数与CPU本身的周期数的比值。
下面我们来看一下这道题目的解答：
（1）对于鼠标器，查询的时钟周期为：
30×100=3000（每秒周期数）
占用的CPU时间比率为：
300/（50×1000000）=0.006%
对鼠标器的查询基本不影响CPU的性能。
（2）对于软盘，查询的速率为：
50KB/2B=25K=25600（每秒查询次数）
查询的时钟周期数为：
25600×100=2560000
占用的CPU时间比率为：
2560000/（50×1000000）=5%
对软盘的查询开销大得多，但仍然是可承受的。
（3）对于硬盘，查询的速率为：
2MB/4B=512K（每秒查询次数）
查询的时钟周期数为：
512×1024×100=52.４×1000000
占用的CPU时间比率为：
52.4/50=105%
即CPU将全部时间用于对硬盘进行查询也不能满足硬盘传输要求。
1.比较以下四个数的大小
（58）10、（110111）2、（110111）BCD、（35）O、（35）H的大小。
答：
（110111）=55
（110111）BCD=01101110前后补0=616
BCD码与十进制数的转换
将十进制数75.4转换为BCD码如:
75.4=（0111（0101.0100）BCD若将BCD码10000101.0101转换为十进制数如:
（10000101.0101）BCD＝85.5
注意:
同一个8位二进制代码表示的数，当认为它表示的是二进制数和认为它表示的是二进制编码的十进制数时，数值是不相同的。
例如：
00011000，当把它视为二进制数时，其值为24；但作为2位BCD码时，其值为18。
又例如00011100，如将其视为二进制数，其值为28，但不能当成BCD码，因为在8421BCD码中，它是个非法编码.
（35）O=5*8的0次方+3*8的1次方=29
（35）H=5*16的0次方+3*16的1次方=53
2.X=＋0·1010 Y=－0·1010的原码、反码和补码三种表示
答：
【X】原=符号位+|X|=0.1010（没有小数点啦？
？
）
【X】补码=2*符号位+X=0.1
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